[go: up one dir, main page]

RU2061096C1 - Process of metallizing of dielectrics - Google Patents

Process of metallizing of dielectrics Download PDF

Info

Publication number
RU2061096C1
RU2061096C1 SU4840948A RU2061096C1 RU 2061096 C1 RU2061096 C1 RU 2061096C1 SU 4840948 A SU4840948 A SU 4840948A RU 2061096 C1 RU2061096 C1 RU 2061096C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
copper
nickel
dielectrics
coating
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.М. Бессонова
Г.А. Китаев
Original Assignee
Бессонова Елена Михайловна
Китаев Георгий Авенирович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бессонова Елена Михайловна, Китаев Георгий Авенирович filed Critical Бессонова Елена Михайловна
Priority to SU4840948 priority Critical patent/RU2061096C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2061096C1 publication Critical patent/RU2061096C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/18Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
    • H05K3/181Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating

Landscapes

  • Chemically Coating (AREA)

Abstract

FIELD: electronics. SUBSTANCE: process of metallizing of dielectrics, predominantly polyimide film, includes deposition of layer of chemical nickel 1.0-2.0 μ thick on it from acidic solution, treatment of deposited layer in 5% solution of nitrogen acidic copper and chemical deposition of copper coat in alkali solution. EFFECT: increased productivity of process. 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии изготовления микроэлектронной аппаратуры и может быть использовано при создании токопроводящих элементов при изготовлении многослойных коммутационных плат на гибком основании, преимущественно полиимидной пленке. The invention relates to the manufacturing technology of microelectronic equipment and can be used to create conductive elements in the manufacture of multilayer patch boards on a flexible base, mainly a polyimide film.

Известны способы химической металлизации диэлектриков, предусматривающие предварительную модификацию полимера, сенсибилизацию, активацию, осаждение тонкого слоя металла путем восстановления ионов металлов в водных растворах с помощью растворенного восстановителя с последующим гальваническим наращиванием токопроводящего покрытия [1]
Для меднения полиимида используются растворы, содержащие соль двухвалентной меди, восстановитель, вещества для связывания Cu (II) в комплекс, вещества, регулирующие рН раствора, различные добавки. Поскольку практически единственным восстановителем, используемым в растворах химического меднения, является формальдегид, то химическое осаждение меди может производиться в основном из щелочных растворов.
Known methods for the chemical metallization of dielectrics, involving preliminary polymer modification, sensitization, activation, deposition of a thin metal layer by reduction of metal ions in aqueous solutions using a dissolved reducing agent, followed by galvanic buildup of the conductive coating [1]
For polyimide copper plating, solutions are used containing a divalent copper salt, a reducing agent, substances for binding Cu (II) to the complex, substances that regulate the pH of the solution, various additives. Since formaldehyde is practically the only reducing agent used in chemical copper plating solutions, copper can be deposited chemically mainly from alkaline solutions.

Наиболее бликим к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ металлизации полиимида, включающий (модификацию, сенсибилизирование и активирование) подготовку поверхности и осаждение меди в водном щелочном растворе на основе сернокислой меди [2]
Однако при химическом осаждении меди в щелочном растворе (содержание щелочи 10-12 г/л, рН 12-14) происходит дополнительное травление модифицированной при предварительной обработке поверхности полиимидной пленки. В связи с тем, что большинство диэлектриков (и полиимиды в том числе) имеют неоднородную аморфно-кристаллическую структуру со степенью кристалличности 15-20 происходит неравномерное вытравливание поверхности. Поэтому наблюдается значительный разброс результатов адгезии ненанесенного металлопокрытия, а также участки локального отслоения. Это приводит к низкой адгезии покрытий.
The closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result is a method of metallization of polyimide, including (modification, sensitization and activation) surface preparation and deposition of copper in an aqueous alkaline solution based on copper sulfate [2]
However, during chemical deposition of copper in an alkaline solution (alkali content of 10-12 g / l, pH 12-14), additional etching of the surface of the polyimide film modified during preliminary processing occurs. Due to the fact that most dielectrics (including polyimides as well) have an inhomogeneous amorphous-crystalline structure with a crystallinity of 15–20, uneven surface etching occurs. Therefore, there is a significant scatter in the results of adhesion of the non-applied metal coating, as well as areas of local delamination. This results in poor coating adhesion.

Цель изобретения повышение адгезии покрытий. The purpose of the invention is the increase in adhesion of coatings.

Цель достигается тем, что пресс металлизации полиимидной пленки перед химическим осаждением меди из щелочного раствора на поверхность диэлектрика предварительно наносят из кислого раствора слой химически осажденного никеля толщиной 1-2 мкм, который затем обрабатывают в 5%-ном растворе азотнокислой меди. The goal is achieved in that a metallization press of a polyimide film before chemical deposition of copper from an alkaline solution, a layer of chemically precipitated nickel 1-2 microns thick is preliminarily applied from the acid solution to the surface of the dielectric, which is then treated in a 5% copper nitrate solution.

Нанесение слоя никеля толщиной 1-2 мкм исключает возможность проникновения щелочного раствора химического меднения к предварительно модифицированной поверхности полимида и устраняет неравномерное ее растравливание. The application of a nickel layer with a thickness of 1-2 μm eliminates the possibility of penetration of an alkaline solution of chemical copper plating to the previously modified surface of the polyimide and eliminates its uneven etching.

Обработка слоя никеля в 5%-ном растворе азотнокислой меди позволяет не только удалить с поверхности никеля его окислы, но и за счет создания тонкого плотного мелкодисперсного медного покрытия уплотнить слой осажденного никеля, имеющего пористую структуру. При традиционно используемом дикапировании в кислых растворах промежуточных слоев при нанесении многослойных химических покрытий происходит лишь удаление окисной пленки, неизбежно присутствующей на металлопокрытии. Данные электронной микроскопии показывают, что покрытие никелем имеет пористую структуру. Кислые растворы при декапировании проникают вглубь никелевого слоя и благодаря капиллярному эффекту надолго удерживаются в нем. При осаждении же тонкого слоя меди из 5%-ного раствора азотнокислой меди происходит не только удаление окислов никеля, но и надежное уплотнение пористого адгезионного подслоя никеля. Processing a nickel layer in a 5% solution of copper nitrate allows not only to remove its oxides from the surface of nickel, but also, due to the creation of a thin dense finely dispersed copper coating, to densify the deposited nickel layer with a porous structure. With the traditionally used dipping in acidic solutions of the intermediate layers when applying multilayer chemical coatings, only the oxide film is removed, which is inevitably present on the metal coating. Electron microscopy data show that the nickel coating has a porous structure. Acidic solutions during decapitation penetrate deep into the nickel layer and, due to the capillary effect, remain in it for a long time. When a thin layer of copper is deposited from a 5% solution of copper nitrate, not only nickel oxides are removed, but also a reliable compaction of the porous nickel adhesive sublayer occurs.

Это приводит к увеличению адгезии медного покрытия до 190 кг/см2 (по сравнению с прототипом ≈60-100 кг/см2) и полному устранению локальных отслоений.This leads to an increase in the adhesion of the copper coating to 190 kg / cm 2 (compared with the prototype ≈60-100 kg / cm 2 ) and the complete elimination of local delamination.

П р и м е р. Для удаления механических примесей и водорастворимых солей образцы полиимидной пленки ПМ-1А обезжиривают в щелочном растворе тринатрийфосфата при 343-353 К в течение 10 мин. После промывки в дистиллированной воде в течение 10 мин образцы подвергают травлению в хромовокислом растворе при 343-348 К в течение 5-10 мин, набуханию в щелочном растворе моноэтаноламина при 348 К в течение 10 мин. После промывки в дистиллированной воде и обработки в 2%-ном растворе натровой щелочи в течение 5-15 с пленки обрабатывают в сернокислом растворе перекиси водорода при 348-353 К в течение 1 мин. После окончательной промывки водой образцы высушивают при 373 К в течение часа. PRI me R. To remove mechanical impurities and water-soluble salts, samples of the PM-1A polyimide film are degreased in an alkaline solution of trisodium phosphate at 343-353 K for 10 min. After washing in distilled water for 10 min, the samples are etched in a chromic acid solution at 343-348 K for 5-10 min, and they are swelled in an alkaline solution of monoethanolamine at 348 K for 10 min. After washing in distilled water and processing in a 2% solution of sodium alkali for 5-15 s, the films are treated in a sulfuric acid solution of hydrogen peroxide at 348-353 K for 1 min. After the final washing with water, the samples are dried at 373 K for one hour.

После сенсибилизации в солянокислом растворе SnCl2 и активации в солянокислом растворе PdCl2 в течение 4 мин осаждают слой никеля в растворе состава, г/л: NiCl2 ·6H2O 30-54 г/л NaH2PO2 18-70 г/л Na3C6H5O7 50-100 г/л
молочная кислота 0-30 г/л
Полученное покрытие никеля толщиной 1-2 мкм термообрабатывают при 373 и 473 К в течение часа при каждой температуре. После обработки никелевого слоя в 5%-ном растворе Cu(NO3)2 сенсилизации и активации в течение 4 мин осаждают покрытие меди толщиной 1-2 мкм из тартратно-трилонатного раствора состава, г/л: CuSO4 ·5H2O 5-15
Трилон Б-5-15 Калия, натрия тартрат 20-40 Na2CO3 ·10H2O 10-30 NaOH 10-20 CH2O 20 мл/л 2,2-дипиридил 0,005
Химическое осаждение меди осуществляют при 302-307 К. Образцы высушивают при 373 К в течение часа, декапируют в кислом растворе 5%-ного персульфата аммония. Тонкопленочное медное покрытие наращивают до толщины 20-25 мкм в сернокислом электролите меднения состава, г/л: CuSO4 ·5H2O 90-100 H2SO4 100-150 NH4NO3 20-25
В таблице приведены составы растворов, использовавшихся для обработки никелевого покрытия перед осаждением меди из щелочного тартратно-трилонатного раствора и их влияния на адгезионную прочность покрытия никель-медь.
After sensitization in a hydrochloric acid solution of SnCl 2 and activation in a hydrochloric acid solution of PdCl 2 for 4 min, a nickel layer is deposited in a solution of the composition, g / l: NiCl 2 · 6H 2 O 30-54 g / l NaH 2 PO 2 18-70 g / l Na 3 C 6 H 5 O 7 50-100 g / l
lactic acid 0-30 g / l
The resulting nickel coating with a thickness of 1-2 μm is heat treated at 373 and 473 K for an hour at each temperature. After treating the nickel layer in a 5% solution of Cu (NO 3 ) 2 sensitization and activation for 4 min, a copper coating of 1-2 μm thick is deposited from a tartrate-trilonate solution of the composition, g / l: CuSO 4 · 5H 2 O 5- fifteen
Trilon B-5-15 Potassium, sodium tartrate 20-40 Na 2 CO 3 · 10H 2 O 10-30 NaOH 10-20 CH 2 O 20 ml / l 2,2-dipyridyl 0.005
Chemical deposition of copper is carried out at 302-307 K. The samples are dried at 373 K for an hour, decapitated in an acidic solution of 5% ammonium persulfate. Thin-film copper coating is grown to a thickness of 20-25 μm in a sulfuric acid electrolyte of copper plating composition, g / l: CuSO 4 · 5H 2 O 90-100 H 2 SO 4 100-150 NH 4 NO 3 20-25
The table shows the compositions of the solutions used to process the nickel coating before the deposition of copper from an alkaline tartrate-trilonate solution and their effect on the adhesive strength of the nickel-copper coating.

Максимальная адгезия никель-медь покрытия составляет 190 кгс/см2.The maximum adhesion of the nickel-copper coating is 190 kgf / cm 2 .

Claims (1)

Способ металлизации диэлектриков, преимущественно полиимидной пленки, включающий подготовку поверхности и химическое нанесение медного покрытия в щелочном растворе, отличающийся тем, что, с целью повышения адгезии покрытий, на поверхность предварительно наносят из кислого раствора слой химического никеля толщиной 1 2 мкм, который затем обрабатывают в 5%-ном растворе азотнокислой меди. The method of metallization of dielectrics, mainly a polyimide film, including surface preparation and chemical deposition of a copper coating in an alkaline solution, characterized in that, in order to increase the adhesion of the coatings, a layer of chemical nickel 1 2 μm thick is preliminarily applied to the surface from the acid solution, which is then treated in 5% solution of copper nitrate.
SU4840948 1990-05-14 1990-05-14 Process of metallizing of dielectrics RU2061096C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4840948 RU2061096C1 (en) 1990-05-14 1990-05-14 Process of metallizing of dielectrics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4840948 RU2061096C1 (en) 1990-05-14 1990-05-14 Process of metallizing of dielectrics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2061096C1 true RU2061096C1 (en) 1996-05-27

Family

ID=21521855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4840948 RU2061096C1 (en) 1990-05-14 1990-05-14 Process of metallizing of dielectrics

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2061096C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Свиридов В.В. Химическое осаждение металлов из водных растворов. Минск.: Из-во "Университетское", 1967, с.70-71. 2. Шалкаускас М. и др. Химическая металлизация пластмасс. Л.: Химия, с.72-74. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3969199A (en) Coating aluminum with a strippable copper deposit
US4976990A (en) Process for metallizing non-conductive substrates
US4358479A (en) Treatment of copper and use thereof
US6712948B1 (en) Process for metallizing a plastic surface
KR890004583B1 (en) Process for treating metal surface
CA1229266A (en) Process for preparing a substrate for subsequent electroless deposition of a metal
US5106473A (en) Process for metallizing a through-hole board
US4832799A (en) Process for coating at least one surface of a polyimide sheet with copper
JPS6321752B2 (en)
KR100541893B1 (en) How to coat the substrate with metal
US3982045A (en) Method of manufacture of additive printed circuitboards using permanent resist mask
SU893136A3 (en) Catalytic varnish for making printed circuits
US5322975A (en) Universal carrier supported thin copper line
EP1236760B1 (en) Solvent swell for texturing resinous material and desmearing and removing resinous material
KR20010086023A (en) Process for metallizing a plastic surface
US5328561A (en) Microetchant for copper surfaces and processes for using same
JPS636628B2 (en)
RU2061096C1 (en) Process of metallizing of dielectrics
US5770032A (en) Metallizing process
JP2009530502A (en) Polyimide substrate and method for producing printed circuit board using the same
US5213840A (en) Method for improving adhesion to polymide surfaces
US4457951A (en) Etch solution and method
US3983267A (en) Treatment of the surfaces of polyphenylene oxide materials
JPH03223468A (en) Pretreatment for nonelectrolytic plating of polyimide
US3864147A (en) Method of improving the bonding capability of polymer surfaces for subsequently applied coatings, and products thereof